(57)【要約】【課題】ＳＮ比の高い欠陥検出を行うことができる欠陥検査装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る欠陥検査装置は、被検査体上の画像を検出する検出部と、前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、を備えている。そして、前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。【選択図】図１
2013068550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体上の画像を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、
前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、
前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、
前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、
を備え、
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する欠陥検査装置。
【請求項２】
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルから求めた標準偏差に基づいて前記断面プロファイルをさらに再サンプリングして再構成する請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
被検査体上の画像を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、
前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、
前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、
前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、
を備え、
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルから求めた標準偏差に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する欠陥検査装置。
【請求項４】
前記再サンプリング部は、前記演算された中心画素を通る中心線を求め、求められた中心線がサンプリング間隔の中心となるように前記サンプリング間隔を変更し、変更した前記サンプリング間隔に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する請求項１または２に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記再サンプリング部は、前記サンプリング間隔が前記標準偏差の値となるように前記サンプリング間隔を変更し、変更した前記サンプリング間隔に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述する実施形態は、概ね、欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パネル、鋼板、シート状の薄板、半導体ウェーハなどにおける欠陥部分の画像データから、欠陥部分を検出する欠陥検査装置が知られている。  
この様な欠陥検査装置においては、画像上の欠陥部分の信号出力と正常部分の信号出力とを比較して、正常部分の信号出力と異なる場合には当該部分を欠陥部分と判定するようにしている。  
しかしながら、欠陥部分の信号出力の強度が低い場合は、欠陥検出のＳＮ比が低下するという問題がある。  
そのため、欠陥部分の画像と、予め検出したい欠陥部分の形状を設定したテンプレート画像との積和演算を行い欠陥部分を検出する技術が提案されている。  
ところが、欠陥部分のサイズや、欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像と合っていないと、積和演算における欠陥検出レベルが低下してしまい欠陥検出のＳＮ比が維持できなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２２４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、ＳＮ比の高い欠陥検出を行うことができる欠陥検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る欠陥検査装置は、被検査体上の画像を検出する検出部と、前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、を備えている。そして、前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施の形態に係る欠陥検査装置を例示するためのブロック図である。
【図２】欠陥部分の断面特徴量の演算を例示するための模式図である。（ａ）は欠陥部分に斑がない場合を例示するための模式図である。（ｂ）は（ａ）の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。（ｃ）は欠陥部分に斑がある場合を例示するための模式図である。（ｄ）は（ｃ）の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図３】再構成の一例を例示するための模式図である。（ａ）は再構成の手順を例示するための模式図、（ｂ）は（ａ）に例示をする断面プロファイルを再サンプリングして再構成した断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図４】欠陥部分の断面特徴量から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成する場合について例示するための模式図である。（ａ）は再構成前の断面プロファイル、（ｂ）は再構成後の断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は欠陥検査装置における欠陥の検査について例示するための模式工程図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
また、一例として、欠陥部分の形状がライン状（細長い形状）である場合を例に挙げて説明する。
【０００８】
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置を例示するためのブロック図である。  
図１に示すように、欠陥検査装置１には、検出部２、変換部３、特徴量演算部４、再サンプリング部５ａ〜５ｃ、積和演算部６ａ〜６ｃ、判定部７ａ〜７ｃ、論理和演算部８、載置部９が設けられている。
【０００９】
再サンプリング部５ａ〜５ｃ、積和演算部６ａ〜６ｃ、判定部７ａ〜７ｃは、テンプレート画像１６ａ〜１６ｃ毎に設けられている。ただし、再サンプリング部５ａ〜５ｃ、積和演算部６ａ〜６ｃ、判定部７ａ〜７ｃ、テンプレート画像１６ａ〜１６ｃの数は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００１０】
検出部２は、被検査体１００上の検査位置における画像を検出する。  
検出部２は、受光面に入射した光の強度に応じた電気信号を出力する。  
検出部２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ、ＣＣＤエリアセンサ、ＴＤＩ（Time Delay and Integration）センサ（蓄積型センサ）などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、入射した光を光電変換できるものを適宜選択することができる。  
変換部３は、検出部２から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換する。また、Ａ／Ｄ変換された電気信号を画像データに変換することで検出データである検査画像を作成する。
【００１１】
特徴量演算部４は、検出部２からの出力に基づいて、欠陥部分の断面特徴量、つまり欠陥部分の断面プロファイルを演算する。  
図２は、欠陥部分の断面特徴量の演算を例示するための模式図である。  
図２（ａ）は欠陥部分に斑がない場合を例示するための模式図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。  
図２（ｃ）は欠陥部分に斑がある場合を例示するための模式図である。図２（ｄ）は図２（ｃ）の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。
【００１２】
欠陥部分の断面特徴量は、欠陥部分１０３ａ、１０３ｂの長手方向に直交する方向に沿った断面プロファイルにより表すことができる。  
この場合、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、欠陥部分の断面プロファイルは、検査画像１０１ａ、１０１ｂに対し、注目画素を中心とした一定の領域１０２ａ、１０２ｂにおいて求めるようにすることができる。
【００１３】
そして、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、欠陥部分１０３ａ、１０３ｂの長手方向に直交する方向に沿って積算平均値を求めることで、欠陥部分の断面プロファイルを求めるようにすることができる。  
欠陥部分の寸法が異なっていたり、斑があるなどして形状が異なっていたりすると、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、欠陥部分の断面プロファイルが異なるものとなる。そのため、欠陥部分の断面プロファイルを求めれば、欠陥部分の断面特徴量を定量的に検出することができる。
【００１４】
欠陥部分の断面特徴量の演算の際には（断面プロファイルを求める際には）、検査画像１０１ａ、１０１ｂの全域にわたってスキャンしながら画素単位で演算を行うようにすることができる。
【００１５】
ここで、一般的な欠陥検査においては、欠陥部分の画像と、テンプレート画像との積和演算は、２次元データの積和演算となる。  
これに対し、本実施の形態においては、欠陥部分の断面特徴量である断面プロファイルが１次元データとなるため、後述する積和演算部６ａ〜６ｃにおいて１次元データの積和演算処理が可能となる。そのため、積和演算部６ａ〜６ｃにおける積和演算処理が容易となる。
【００１６】
再サンプリング部５ａ〜５ｃは、特徴量演算部４において演算された欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。  
再構成においては、特徴量演算部４において演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。  
この際、再構成される断面プロファイルの中心、つまり中心画素を、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの中心画素に合わせる。
【００１７】
また、再構成においては、特徴量演算部４において演算された断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。  
この際、再構成される断面プロファイル幅を、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの幅に合わせる。
【００１８】
まず、断面プロファイルの中心、つまり中心画素を、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの中心画素に合わせることについて例示する。  
図３は、再構成の一例を例示するための模式図である。なお、図３（ａ）は再構成の手順を例示するための模式図、図３（ｂ）は図３（ａ）に例示をする断面プロファイルを再サンプリングして再構成した断面プロファイルを例示するための模式図である。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、まず、特徴量演算部４により演算された断面プロファイル１０４の重心を求める。  
次に、断面プロファイル１０４の重心を中心画素とし、中心画素を通る中心線１０５を求める。
【００２０】
次に、断面プロファイル１０４のサンプリング間隔１０６を変更する。  
サンプリング間隔１０６の変更においては、中心線１０５がサンプリング間隔の中心となるようにする。サンプリング間隔１０７は、中心線１０５を中心としてサンプリング間隔１０６を変更したものである。
【００２１】
次に、変更したサンプリング間隔１０７に基づいて、断面プロファイル１０４を再サンプリングして再構成する。  
サンプリング間隔１０７に基づいて、断面プロファイル１０４を再サンプリングして再構成すれば、図３（ｂ）に示すように、断面プロファイル１０８のエッジ１０８ａとエッジ１０８ｂの中心１０８ｃ、エッジ１０８ｄとエッジ１０８ｅの中心１０８ｆがサンプリング間隔１０７の中心になる。  
この場合、再サンプリングは、エッジプロファイルにおける隣接データの線形補間、もしくはキュービック補間などの補間方法により行うことができる。
【００２２】
次に、断面プロファイルの幅を、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの幅に合わせることについて例示する。  
欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイル１０４から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、断面プロファイルの幅も一定の基準に合わせることが可能となる。
【００２３】
図４は、欠陥部分の断面特徴量から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成する場合について例示するための模式図である。図４（ａ）は再構成前の断面プロファイル、図４（ｂ）は再構成後の断面プロファイルを例示するための模式図である。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、まず、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイル１０９から標準偏差σの値を求める。
【００２５】
次に、断面プロファイル１０９のサンプリング間隔１０６を変更する。  
サンプリング間隔１０６の変更においては、サンプリング間隔が標準偏差σの値となるようにする。サンプリング間隔１１０は、サンプリング間隔が標準偏差σの値となるようにサンプリング間隔１０６を変更したものである。
【００２６】
次に、変更したサンプリング間隔１１０に基づいて、断面プロファイル１０９を再サンプリングして再構成すれば、図４（ｂ）に示すような断面プロファイル１１０を得ることができる。  
この様にすれば、断面プロファイル１０４から求めた標準偏差σの値に基づいて、欠陥部分の幅を変換することができる。  
そのため、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの幅に、再構成した断面プロファイル１１１の幅を合わせることが可能となる。
【００２７】
以上に例示をしたように、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルから求めた重心を中心画素として再サンプリングして再構成することで、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの中心画素に、再構成した断面プロファイルの中心（中心画素）を容易に合わせることができるようになる。
【００２８】
また、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの幅に、再構成した断面プロファイルの幅を合わせることができる。
【００２９】
この様な再構成を行うようにすれば、欠陥部分のサイズや、欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像１６ａ〜１６ｃと合っていない場合であっても、積和演算を行い、検査することが可能となる。
【００３０】
なお、断面プロファイルから求めた重心を中心画素として再サンプリングして再構成すること、断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することは、少なくとも一方を行うようにすることができる。
【００３１】
積和演算部６ａ〜６ｃは、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃと、再構成された断面プロファイルとのパターンマッチングを行う。  
この際、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの中心画素に、再構成された断面プロファイルの中心を合わせるようにする。  
また、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃの幅に、再構成された断面プロファイルの幅を合わせるようにする。  
そして、予め設定してあるテンプレート画像１６ａ〜１６ｃと、再構成された断面プロファイルとを積和演算し、パターンマッチングを行う。
【００３２】
判定部７ａ〜７ｃは、パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する。判定部７ａ〜７ｃは、例えば、入力されたデータに対して上限および下限の２つの閾値を用いて判定を行うものとすることができる。  
論理和演算部８は、判定部７ａ〜７ｃからの各判定結果の論理和演算を行う。そのため、判定部７ａ〜７ｃからの各判定結果のうち、少なくとも１つが欠陥があるとの判定結果であれば、論理和演算部８は、欠陥があるとの判定結果を出力する。
【００３３】
載置部９は、被検査体１００を載置、保持する。また、載置部９には図示しない移動手段が設けられ、載置部９に載置された被検査体１００の位置を移動させることで検査が行われる位置を変化させることができるようになっている。なお、図示しない移動手段は必ずしも載置部９に設ける必要はなく、検査が行われる位置が相対的に変化するようになっていればよい。例えば、図示しない移動手段により検出部２の位置が変化するようになっていてもよい。
【００３４】
次に、欠陥検査装置１における欠陥の検査について例示する。  
図５は、欠陥検査装置１における欠陥の検査について例示するための模式工程図である。なお、図５（ａ）は、一例として、テンプレート画像１６ａを用いた欠陥の検査が行われる場合、図５（ｂ）は、一例として、テンプレート画像１６ｂを用いた欠陥の検査が行われる場合を例示するものである。
【００３５】
例えば、欠陥部分１０３ａがある場合には、特徴量演算部４において断面プロファイル１１２が演算される。演算された断面プロファイル１１２は、再サンプリング部５ａにおいて、再構成され断面プロファイル１１３となる。この際、断面プロファイル１１３の中心、つまり中心画素が、予め設定してあるテンプレート画像１６ａの中心画素に合わせられる。また、断面プロファイル１１３の幅が、予め設定してあるテンプレート画像１６ａの幅に合わせられる。そして、積和演算部６ａにおいて、予め設定してあるテンプレート画像１６ａと、再構成した断面プロファイル１１３とのパターンマッチングが行われる。パターンマッチングの結果は、判定部７ａにおいて閾値により判定され、判定結果が出力される。  
この場合、積和演算部６ａにおけるパターンマッチング、判定部７ａにおける判定の結果、欠陥ありと判定されることになる。なお、図示しないテンプレート画像１６ｂ、１６ｃを用いた欠陥の検査においては、欠陥なしと判定されることになるが、論理和演算部８における論理和演算の結果、欠陥ありとされる。
【００３６】
一方、欠陥部分１０３ｂがある場合には、特徴量演算部４において断面プロファイル１１４が演算される。演算された断面プロファイル１１４は、再サンプリング部５ｂにおいて、再構成され断面プロファイル１１５となる。この際、断面プロファイル１１５の中心、つまり中心画素が、予め設定してあるテンプレート画像１６ｂの中心画素に合わせられる。また、断面プロファイル１１５の幅が、予め設定してあるテンプレート画像１６ｂの幅に合わせられる。そして、積和演算部６ｂにおいて、予め設定してあるテンプレート画像１６ｂと、再構成した断面プロファイル５のパターンマッチングが行われる。パターンマッチングの結果は、判定部７ｂにおいて閾値により判定され、判定結果が出力される。
この場合、積和演算部６ｂにおけるパターンマッチング、判定部７ｂにおける判定の結果、欠陥ありと判定されることになる。なお、図示しないテンプレート画像１６ａ、１６ｃを用いた欠陥の検査においては、欠陥なしと判定されることになるが、論理和演算部８における論理和演算の結果、欠陥ありとされる。
【００３７】
本実施の形態に係る、欠陥検査装置１においては、欠陥部分の信号形状に合わせたテンプレート画像と積和演算部とが複数設けられている。そのため、欠陥部分の信号形状が変化した場合も、複数ある積和演算部のいずれかが反応することになる。その結果、通常の欠陥検査ではＳＮ比が低下するような場合であっても、欠陥検出のＳＮ比を維持しながら欠陥の検査が可能となる。
【００３８】
ここで、断面プロファイルの再構成は、画素に対して０、１／Ｎ、・・・、（Ｎ−１）／Ｎ画素の値で再構成を行い、予め設定してあるテンプレート画像と積和演算処理を行うようにすることもできる。その様にすれば、ライン状の欠陥部分の形状に偏りがある場合など、ライン状の欠陥部分の形状と、ライン状の欠陥部分のボトムないしはトップの位置がずれている場合でもライン状の欠陥部分の検査を行うことができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、欠陥部分のサイズや欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像と合っていない場合であっても、断面プロファイルの重心を中心画素として再サンプリングして再構成することで、テンプレート画像の中央画素とあわせることができる。また、断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、断面プロファイルの幅をテンプレート画像の幅にあわせることができる。そのため、欠陥部分のサイズ、位置が変動した場合にもＳＮ比の高い欠陥検出を行うことができる。
【００４０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  欠陥検査装置、２  検出部、３  変換部、４  特徴量演算部、５ａ〜５ｃ  再サンプリング部、６ａ〜６ｃ  積和演算部、７ａ〜７ｃ  判定部、８  論理和演算部、９  載置部
【図１】
2013068550.tif 000003
【図２】
2013068550.tif 000004
【図３】
2013068550.tif 000005
【図４】
2013068550.tif 000006
【図５】
2013068550.tif 000007